(57)【要約】 マルチビームｅビームカラム及びそのマルチビームｅビームカラムを用いる検査システムが開示される。本件開示に従い構成されたマルチビームｅビームカラムは、電子源と、その電子源によりもたらされる電子を利用し複数本のビームレットをもたらすよう構成されたマルチレンズアレイと、を有するものとされうる。そのマルチレンズアレイは、更に、それら複数本のビームレットのうち少なくとも１本の特定ビームレットの焦点をずらすことで、当該少なくとも１本の特定ビームレットの焦点を、当該複数本のビームレットのうち他の少なくとも１本のビームレットの焦点と異ならせるよう、構成されうる。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子源と、
その電子源によりもたらされる電子を利用し複数本のビームレットをもたらすよう構成されたマルチレンズアレイであり、更に、それら複数本のビームレットのうち少なくとも１本の特定ビームレットの焦点をずらすことで、当該少なくとも１本の特定ビームレットの焦点を、当該複数本のビームレットのうち他の少なくとも１本のビームレットの焦点と異ならせるよう、構成されたマルチレンズアレイと、
を備える装置。
【請求項２】
請求項１に記載の装置であって、更に、
上記複数本のビームレットを受け取りそれら複数本のビームレットをターゲット方向に送給するよう構成された少なくとも１個の付加的レンズを備える装置。
【請求項３】
請求項２に記載の装置であって、上記マルチレンズアレイが、上記少なくとも１個の付加的レンズの予想焦点ずれを補償するよう構成されている装置。
【請求項４】
請求項３に記載の装置であって、上記マルチレンズアレイが、アインツェルレンズのアレイが形成されるようその内所に開口が形成された少なくとも３枚の静電プレートを有する装置。
【請求項５】
請求項４に記載の装置であって、上記少なくとも３枚の静電プレートのうち少なくとも１枚の特定静電プレートが、当該少なくとも１枚の特定静電プレート上に形成されている開口の周囲での個別アドレッサブル電位の印加をサポートするよう構成されている装置。
【請求項６】
請求項５に記載の装置であって、上記少なくとも１枚の特定静電プレートが、その内所に開口がエッチングされた酸化シリコンプレートであり、それら開口が、その開口に個別アドレッサブル電位を印加しうるよう導電素材で以て個別に被覆されている装置。
【請求項７】
請求項５に記載の装置であって、上記個別アドレッサブル電位が、上記少なくとも１個の付加的レンズの予想焦点ずれに少なくとも部分的に基づき決定される装置。
【請求項８】
請求項４に記載の装置であって、上記少なくとも３枚の静電プレートのうち少なくとも１枚の静電プレートが、アパーチャレンズアレイとして働くよう構成されている装置。
【請求項９】
請求項４に記載の装置であって、上記マルチレンズアレイが、更に、上記少なくとも３枚の静電プレートのうち隣り合う２枚の静電プレート間に位置する少なくとも１個の絶縁層を有する装置。
【請求項１０】
請求項１に記載の装置であって、検査システム内マルチビーム電子ビームカラムとして働くよう適合化された装置。
【請求項１１】
電子源と、
その電子源によりもたらされる電子を利用し複数本のビームレットをもたらすよう構成されたマルチレンズアレイであり、更に、それら複数本のビームレットのうち少なくとも１本の特定ビームレットの焦点をずらすことで、当該少なくとも１本の特定ビームレットの焦点を、当該複数本のビームレットのうち他の少なくとも１本のビームレットの焦点と異ならせるよう、構成されたマルチレンズアレイと、
上記複数本のビームレットを受け取りそれら複数本のビームレットをターゲット方向に送給するよう構成された少なくとも１個の付加的レンズと、
を備える装置。
【請求項１２】
請求項１１に記載の装置であって、上記マルチレンズアレイが、上記少なくとも１個の付加的レンズの予想焦点ずれを補償するよう構成されている装置。
【請求項１３】
請求項１２に記載の装置であって、上記マルチレンズアレイが、アインツェルレンズのアレイが形成されるようその内所に開口が形成された少なくとも３枚の静電プレートを有する装置。
【請求項１４】
請求項１３に記載の装置であって、上記少なくとも３枚の静電プレートのうち少なくとも１枚の特定静電プレートが、当該少なくとも１枚の特定静電プレート上に形成されている開口の周囲での個別アドレッサブル電位の印加をサポートするよう構成されている装置。
【請求項１５】
請求項１４に記載の装置であって、上記個別アドレッサブル電位が、上記少なくとも１個の付加的レンズの予想焦点ずれに少なくとも部分的に基づき決定される装置。
【請求項１６】
請求項１５に記載の装置であって、上記少なくとも３枚の静電プレートのうち少なくとも１枚の静電プレートが、アパーチャレンズアレイとして働くよう構成されている装置。
【請求項１７】
電子源と、
その電子源によりもたらされる電子を利用し複数本のビームレットをもたらすよう構成されたマルチレンズアレイであり、更に、それら複数本のビームレットのうち少なくとも１本の特定ビームレットの焦点をずらすことで、当該少なくとも１本の特定ビームレットの焦点を、当該複数本のビームレットのうち他の少なくとも１本のビームレットの焦点と異ならせるよう、構成されたマルチレンズアレイと、
上記複数本のビームレットを受け取りそれら複数本のビームレットを検査対象物方向に送給するよう構成された少なくとも１個の付加的レンズと、
上記複数本のビームレットで以て検査対象物を走査することでその検査対象物の画像を１枚又は複数枚もたらすよう構成された検出器と、
を備える検査システム。
【請求項１８】
請求項１７に記載の検査システムであって、上記マルチレンズアレイが、上記少なくとも１個の付加的レンズの予想焦点ずれを補償するよう構成されている検査システム。
【請求項１９】
請求項１８に記載の検査システムであって、上記マルチレンズアレイが、アインツェルレンズのアレイが形成されるようその内所に開口が形成された少なくとも３枚の静電プレートを有する検査システム。
【請求項２０】
請求項１９に記載の検査システムであって、上記少なくとも３枚の静電プレートのうち少なくとも１枚の特定静電プレートが、当該少なくとも１枚の特定静電プレート上に形成されている開口の周囲での個別アドレッサブル電位の印加をサポートするよう構成されており、その個別アドレッサブル電位が、上記少なくとも１個の付加的レンズの予想焦点ずれに少なくとも部分的に基づき決定される検査システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本件開示は総じて検査システムの分野、具体的には電子ビーム式検査システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
（関連出願への相互参照）
本願は、２０１６年２月４日付米国暫定特許出願第６２／２９１１２０号に基づき米国特許法第１１９条（ｅ）の規定による利益を主張する出願である。ここに、上記米国暫定特許出願第６２／２９１１２０号の全容をこの参照を以て繰り入れることにする。
【０００３】
薄い研磨プレート例えばシリコンウェハ等は現代テクノロジの非常に重要な構成部分である。ウェハとは、例えば、集積回路その他のデバイスの製造に用いられる半導体素材薄片のことであるといえよう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許出願公開第２０１２／０２４１６０６号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ウェハ及びレティクルは欠陥検査対象物であり、電子ビーム（ｅビーム）式検査は、ウェハを対象とした欠陥検査の最も敏感な形態の一つであると考えられている。しかしながら、現在入手可能なｅビーム式検査システムのスループットは非常に不十分であり改善が必要である。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本件開示は装置を指向している。本装置は、電子源と、その電子源によりもたらされる電子を利用し複数本のビームレットをもたらすよう構成されたマルチレンズアレイと、を有するものとされうる。そのマルチレンズアレイは、更に、それら複数本のビームレットのうち少なくとも１本の特定ビームレットの焦点をずらすことで、当該少なくとも１本の特定ビームレットの焦点を、当該複数本のビームレットのうち他の少なくとも１本のビームレットの焦点と異ならせるよう、構成されうる。
【０００７】
本件開示の更なる実施形態は装置である。本装置は、電子源と、その電子源によりもたらされる電子を利用し複数本のビームレットをもたらすよう構成されたマルチレンズアレイと、を有するものとされうる。そのマルチレンズアレイは、更に、それら複数本のビームレットのうち少なくとも１本の特定ビームレットの焦点をずらすことで、当該少なくとも１本の特定ビームレットの焦点を、当該複数本のビームレットのうち他の少なくとも１本のビームレットの焦点と異ならせるよう、構成されうる。本装置は、また、それら複数本のビームレットを受け取り当該複数本のビームレットをターゲット方向に送給するよう構成された少なくとも１個の付加的レンズを、有するものとされうる。
【０００８】
本件開示の付加的実施形態は検査システムを指向している。本検査システムは、電子源と、その電子源によりもたらされる電子を利用し複数本のビームレットをもたらすよう構成されたマルチレンズアレイと、を有するものとされうる。そのマルチレンズアレイは、更に、それら複数本のビームレットのうち少なくとも１本の特定ビームレットの焦点をずらすことで、当該少なくとも１本の特定ビームレットの焦点を、当該複数本のビームレットのうち他の少なくとも１本のビームレットの焦点と異ならせるよう、構成されうる。本検査システムは、また、それら複数本のビームレットを受け取り当該複数本のビームレットを検査対象物方向に送給するよう構成された少なくとも１個の付加的レンズを、有するものとされうる。本検査システムは、更に、それら複数本のビームレットで以て検査対象物を走査することでその検査対象物の画像を１枚又は複数枚もたらすよう構成された検出器を、有するものとされうる。
【０００９】
ご理解頂けるように、上掲の概略記述及び後掲の詳細記述は共に専ら例示的且つ説明的なものであり、本件開示を必ずしも限定するものではない。添付図面は、明細書に組み込まれ明細書の一部を構成するものであり、本件開示の諸実施形態を描出している。明細書及び図面は協働して本件開示の諸原理を説明する役を負っている。
【００１０】
本件技術分野に習熟した者（いわゆる当業者）であれば、以下の如き添付図面を参照することで、本件開示の数多い長所をより良好に理解できよう。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本件開示の一実施形態に従い構成されたマルチビームｅビームカラムを記したブロック図である。
【図２】本件開示の一実施形態に従い構成されたマルチレンズアレイの頂面を記した図である。
【図３】本件開示の一実施形態に従い構成されたマルチレンズアレイの断面を記した図である。
【図４】本件開示の一実施形態に従い構成されたマルチレンズアレイの静電プレートの断面図である。
【図５】本件開示の一実施形態に従い構成されたマルチレンズアレイの静電プレートを製造するための製造プロセスの例を記した図である。
【図６】本件開示の一実施形態に従い構成されたマルチレンズアレイを製造するための製造プロセスの例を記した図である。
【図７】本件開示の一実施形態に従い構成されたマルチビームｅビームカラムを用いる検査システムを記したブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、添付図面に描かれている被開示主題を詳細に参照する。
【００１３】
本件開示に係る諸実施形態は、マルチビームｅビームカラム及びそのマルチビームｅビームカラムを用いる検査システムを指向している。本件開示に従い構成されたマルチビームｅビームカラムによれば、単一の電子源を用い複数本の電子ビームをもたらすことができる。複数本の電子ビームを生成することで視野がより広くなり、検査システムの総ビーム流が増し、ひいてはその検査システムのスループットが改善される。
【００１４】
本件開示に従い構成されたマルチビームｅビームカラムによれば、像面湾曲効果の補正に役立つ構成の諸種機構を実現することもできる。像面湾曲効果は、電子ビームの送給に用いられるレンズ（例．とりわけ最終段即ち対物レンズ）にて自然に現れうるものである。像面湾曲効果により電子ビームの焦点ずれが引き起こされると、送給される電子ビームが同じ焦平面上に精密に合焦しなくなる。像面湾曲補正無しでは走査エリアの外縁におけるビームのスポットサイズが（焦点ずれにより）ぼやけることがあり、そうなると検査の実行に用いうるビームの本数が制約されひいてはそのマルチビーム検査システムの総体的スケーラビリティが制約されることとなる。従って、ある種の実施形態に従いビームを少量だけ走査することで、像面湾曲効果を個別ビームにて緩和することができる。しかしながら、大半径に位置しているという事実故に、外側のビームはやはり像面湾曲を呈しうる。
【００１５】
この問題に対処すべく本件開示に従い構成されたマルチビームｅビームカラムによれば、自カラムによりもたらされる電子ビームを制御下形態で意図的に予め歪ませてから、焦点ずれを引き起こすことがわかっているレンズへと、それら電子ビームを送給することができる。図１に示すように、例えばｅビームカラム１００の伝送レンズ群１０６及び／又は対物レンズ群１０８内の１個又は複数個のレンズが焦点ずれを引き起こすことがわかっている場合、マルチレンズアレイ１０４を利用し電子ビームを予め歪ませ（例．焦点を逆様にずらし）てから、それら電子ビームを伝送レンズ群１０６及び／又は対物レンズ群１０８へと送給すればよい。
【００１６】
次に、図２〜図４を参照し、本件開示に従い構成されたマルチレンズアレイ１０４の一例実現形態を示す。このマルチレンズアレイ１０４は、電子源１０２によってもたされる電子を、平行化用及び／又はマルチレンズアレイ１０４への照射用に構成されたデバイス（例．レンズ）を介し受け取りうるものである。マルチレンズアレイ１０４は、その内所に開口（例．円形孔）１０６が形成された３枚（以上）の積層静電プレート１０４Ａ〜１０４Ｃを、有するものとすることができる。その内所に開口１０６が形成された積層静電プレート１０４Ａ〜１０４Ｃにより、電子源１０２によりもたらされた電子を用い複数本の電子ビーム（ビームレットとも称する）１１０をもたらすことが可能な複数個のアインツェルレンズ１０８を、形成することができる。それら静電プレートのうち１枚、即ち図３にて静電プレート１０４Ｃとして示されているものに、例えば電位（電圧）を供給することで、その静電プレート１０４Ｃ上に形成されている開口１０６をアパーチャレンズアレイとして働かせ複数本のビームレット１１０の合焦に役立てることができる。
【００１７】
注記すべきことに、図３に示したビームレット１１０の焦点を意図的にずらすことで、それらビームレット１１０全てが同じ平面上に合焦しないようにすることができる。この意図的焦点ずれの目的は、それらビームレット１１０が１個又は複数個の下流側レンズ（例．図１に記した伝送レンズ群１０６及び／又は対物レンズ群１０８）を通過するときに発生するものと予想される焦点ずれを、補償することにある。ある種の実施形態によれば、静電プレートのうち１枚（例．図３及び図４に示した静電プレート１０４Ｂ）に、その開口１０６を巡り個別アドレッサブル電位（電圧）を供給することで、この意図的焦点ずれを発生させることができ、ひいてはその静電プレート１０４Ｂによりそれらビームレット１１０の焦点を個別調整することが可能になる。
【００１８】
ご理解頂けるように、意図的焦点ずれをもたらす静電プレートとして静電プレート１０４Ｂが記されているが、これは単に例証目的によるものである。ご賢察通り、マルチレンズアレイ１０４の積層静電プレートのうちいずれの１個（又は組合せ）を、意図的焦点ずれをもたらすよう構成してもよいのであり、それにより本件開示の神髄及び技術的範囲から離隔することはない。これもまたご賢察通り、マルチレンズアレイ１０４の具体的実現形態が変われどマルチレンズアレイ１０４の目的は変わらぬままであり、そのマルチレンズアレイ１０４によりもたらされたビームレット１１０が１個又は複数個の下流側レンズを通過するときに発生するものと予想される焦点ずれを補償する、というものである。従って、ご賢察通り、下流側レンズを然るべく研究しビームレットをどのように予め歪ませればよいかを決めるのに役立てることにより、意図的焦点ずれ（マルチレンズアレイ１０４により導入されるそれ）及び予想焦点ずれ（下流側レンズにより導入されると予想されるそれ）を、実質的に相殺させることができる。ご理解頂けるように、そうした研究は本件開示の神髄及び技術的範囲から離隔することなく様々な形態で実行することができる。
【００１９】
これもまたご賢察通り、マルチレンズアレイ１０４を設計／構築する際に付加的パラメタを考慮に入れてもよい。ある種の実施形態によれば、マルチレンズアレイ１０４の静電プレートを、約５０〜３００μｍの厚み及び約７〜４０ｍｍの直径を有する円形プレートとして構成することができる。隣り合う２枚の静電プレート間の距離を約１ｍｍ以下とすることができる。加えて、静電プレート上に形成された開口１０６により概ね六角形のパターンを形成すること及び隣り合う２個の開口１０６間の中心対中心距離を約８０〜１２０μｍの範囲内にすることができる。更に、開口１０６の直径を約２０〜５０μｍの範囲内とすることができ、実施形態によっては、アパーチャレンズアレイとして機能するよう構成された静電プレート（例．図３中の静電プレート１０４Ｃ）上に形成される開口１０６を、他の静電プレート上に形成される開口１０６の直径よりも約５〜１０μｍ小さい直径を有するものにすることができる。
【００２０】
ご理解頂けるように、上掲の具体的寸法は例証目的で提示されたものであり、限定を意味するものではない。ご賢察通り、本件開示の神髄及び技術的範囲から離隔することなく寸法を変えることができる。
【００２１】
これもまたご賢察通り、マルチレンズアレイ１０４は、本件開示の神髄及び技術的範囲から離隔することなく諸種製造技術を利用し製造することができる。図５及び図６は、製造プロセス中に利用できる技術のうち幾つかを記した図である。
【００２２】
より具体的には、図５に、図４に示した静電プレート１０４Ｂを製造するのに利用しうる製造プロセスの例５００を示す。ステップ５０２にてシリコン基板を受け入れた後は、例えば、光又は電子ビームリソグラフィにより開口１０６をパターニングし、次いでステップ５０４にてシリコン基板内にそれをエッチングし、そして開口１０６がエッチングされたシリコン基板をステップ５０６にて酸化させればよい。その後、ステップ５０８にて一種類又は複数種類の導電素材（例．金属）によりそれら開口１０６を個別に被覆することで、先に述べた通り開口１０６を個別アドレッサブル（個別指定可能）なものにすることができる。
【００２３】
図６に、マルチレンズアレイ１０４に備わり隣り合う２枚の静電プレート間に付加的な絶縁層１１２が挿入される製造プロセス例を示す。絶縁層１１２は、マルチレンズアレイ１０４の静電プレート上に形成された開口１０６とほぼ一致するよう開口１０６’が形成された、クォーツ又はサファイア基板を有するものとすることができる。絶縁層１１２上に形成される開口１０６’のサイズを、マルチレンズアレイ１０４の静電プレート上に形成される開口１０６のサイズより大きくすることで、そのマルチレンズアレイ１０４の動作への干渉を回避することができる。絶縁層１１２を原子層堆積（ＡＬＤ）チャージドレインで以て被覆することで、隣り合う静電プレート間に生じうるクロストークの緩和を助け、様々な動作条件で高く評価されうるフィーチャを提供することができる。
【００２４】
ご理解頂けるように、図５及び図６に記した製造技術は例証目的で提示されたものであり、限定を意味するものではない。ご賢察通り、図５及び図６に記した製造技術、並びに本願中で明文開示されていない様々な他種製造技術を利用し、本件開示の神髄及び技術的範囲から離隔することなくマルチレンズアレイ１０４を製造することができる。
【００２５】
次に、図７を参照し、本件開示に従い構成された検査システム７００のブロック図を示す。本検査システム７００は、検査対象物（例．ウェハ）７１０方向に複数本の集束電子ビーム（ビームレット）を送給するよう構成されたマルチビームｅビームカラム７０２を、有するものとすることができる。本検査システム７００は、また、それら複数本のビームレットを用いウェハ７１０を走査することでウェハ７１０の画像を１枚又は複数枚もたらすよう構成された検出器（例．電子顕微鏡）７０４を、有するものとすることができる。本検査システム７００は、更に、検出器７０４によりもたらされた画像に基づき諸種分析プロセスを実行するよう構成された１個又は複数個のプロセッサ７０６を、有するものとすることができる。ご賢察通り、そのプロセッサ（群）７０６は、検査の結果をユーザに通知するよう構成することができる。これに代え及び／又は加え、ウェハ７１０の製造に用いられる１個又は複数個の製造ツール７０８にその出力を供給（例．フィードフォワード又はフィードバック）するよう、ひいては必要時にその製造ツール７０８が適切な調整を行うことが可能になるよう、プロセッサ（群）７０６を構成することができる。
【００２６】
注記すべきことに、本検査システム７００では複数本のビームレットをもたらすことが可能なｅビームカラム７０２が用いられているので、同検査システム７００のスループットを、シングルビームシステムに比べかなり改善することができる。これもまた注記すべきことに、本検査システム７００で用いられているｅビームカラム７０２により像面湾曲効果を補正することができるので、ウェハ７１０へと送給されるビームレットをｅビームカラム７０２の視野全体に亘り精密に合焦させ、本検査システム７００の効率を更に改善することができる。
【００２７】
ご理解頂けるように、上掲の諸例ではウェハのことを検査対象物と称しているが、本件開示に従い構成された検査システムはウェハ検査に限定されるものではない。本件開示に従い構成された検査システムは、本件開示の神髄及び技術的範囲からの離隔無しで、遜色なく他種対象物に適用することができる。本件開示中の用語ウェハには、集積回路その他のデバイスの製造に用いられる半導体素材薄片、並びに他の薄い研磨プレート例えば磁気ディスク基板、ゲージブロック等が含まれうる。
【００２８】
信ずるところによれば、本件開示のシステム及び装置並びにそれに付随する長所の多くが上掲の記述により理解されるであろうし、開示されている主題から離隔することなく、或いはその主要な長所全てを犠牲にすることなく、構成部材の形態、構成及び配列に様々な変形を施しうることが明らかであろう。開示されている形態は単なる説明用のものである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2019510339.tif 000009
【国際調査報告】
2019510339.tif 000010
2019510339.tif 000011